ANSYS軸承支架的靜力分析

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。軸承支架靜力分析1.問題的義像裝在汽輪機(jī)汽缸本體或基礎(chǔ)上用來支撐軸承的構(gòu)件,磨作為軸承座最為常見的問題，軸承座磨損現(xiàn)象也時常發(fā)生。有必要對其進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變的分析，已求提高工件的使用壽命。而有限元分析方法在這方面的分析有其優(yōu)越性，也應(yīng)用的最廣。有限元法是一種基于變分（或變分里茲法）而發(fā)展起來的求解微分方程的數(shù)值計(jì)算方法，該方法以計(jì)算機(jī)為手段，采用分片近似、進(jìn)而整體逼近的研究思想求解物理問題。圖1軸承支架示意圖2.模型立模型建立包括定義單元類型和實(shí)常數(shù)義材料屬性建立三維幾何模型；劃分有限元網(wǎng)格。2.1定單類在進(jìn)行有限元分析時首先應(yīng)根據(jù)分析問題的幾何結(jié)構(gòu)分析類型和所分析的問題精度等選定適合具體分析的單元類型本例中選用十節(jié)點(diǎn)四面體實(shí)體結(jié)構(gòu)單元Tet。用于計(jì)算三維問題。2.2定實(shí)數(shù)本實(shí)例中選用十節(jié)點(diǎn)四面體實(shí)體結(jié)構(gòu)單元不需要設(shè)置實(shí)常數(shù)。2.3定材屬本實(shí)例所采用的材料屬性根據(jù)題意得知彈性模量取泊松比取0.3。1word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。將這兩個數(shù)據(jù)依次輸入EX文本框和PRXY文本框即可。圖2定材料屬性2.4建三幾模建立實(shí)體模型可以通過自上而下和自下而上兩個途徑：、自上而下建模，首先要建立面些體或面按一定規(guī)則組合得到最終需要的形狀。、自下而上建模，首先要建立關(guān)鍵點(diǎn)，由這些點(diǎn)建立線、由線連成面等，一般建模則是充分利用對稱性，合理考慮細(xì)節(jié)。根據(jù)題中的軸承座，由于軸承座具有對稱性，只需建立軸承座的半個實(shí)體對稱模型，在進(jìn)行鏡像操作即可。采用自下而上的建模方法得到如下圖1所示的三維實(shí)體模型：建立底座（1Menu：Preprocessor->Modeling->Create>Volumes->Block->ByDimensions輸入（2Menu：Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Block>By輸入（3Menu：Preprocessor->Modeling->Operate>Booleans->Subtract->V(4)

圖3兩長方體布爾運(yùn)算Main：Cylinder,彈出如下對話框，填入如下數(shù)據(jù)：2word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。圖4輸柱坐標(biāo)的參數(shù)MainMenuPreprocessor>Modeling->Reflect->V由于模型有很好的對稱性利用對稱性建模，這樣更快)；Main：Preprocessor->Modeling->Operate>Booleans->Subtract->Volume圖5生的底座,生成體（7Menu：ActiveCS,彈出的對話框中NPTKeypiont輸；，Y=-150,Z=30；（8參照上一步的操作，在ANSYS的示窗口生成以下關(guān)鍵點(diǎn)編號及其坐標(biāo)：(15,-150,30)；(-15,150,30);74(15,150,30);75(15,75,280);77-15，-75，280（15，，280（9Menuolumes->Arbitrary>Through（定要注意連線的順序性:）3word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。圖6創(chuàng)鍵點(diǎn)生成梯形體，并顯組合體首先應(yīng)偏移工作平面(60,0,280)，（10）UtilityMenu:WorkPlane->ChangeActiveCSto->GlobalCylindrical當(dāng)前激活坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為柱坐標(biāo)系；MainCylinder；創(chuàng)建圓柱體X輸入0Y輸0輸75Theta-1輸，輸，Theta-2輸，輸入，點(diǎn)擊圖創(chuàng)圓柱體形成圓柱軸孔4word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。MainCylinder創(chuàng)圓柱體X輸入0，WPY入0，Radius-1輸，Depth輸120，繼續(xù)創(chuàng)建第個圓柱體WPX輸，Y入，入Depth輸入40點(diǎn)擊OK生2圓柱體。點(diǎn)擊選取Booleans->Subtract->Volumes令，將聯(lián)軸體大圓柱中減去剛生成的2個柱體，從而形成軸孔。連結(jié)所有并顯示合體（）選擇Booleans->Glue->Volumes命，再點(diǎn)擊All命（）選擇Booleans->Add->Volumes命令，再點(diǎn)擊PickAll命打開體號顯示開關(guān)并畫體。最終結(jié)果如圖6所示。圖圓體布爾運(yùn)算生成軸孔2.5分限網(wǎng)本實(shí)例采用的網(wǎng)格劃分方法是Tet10Node92單元對三維實(shí)體劃分自由格的選擇體進(jìn)行網(wǎng)格劃分的對話框中，點(diǎn)擊PickAll，將所有體都進(jìn)行格劃分。（16

MainMenu，Elementlength的本中輸入，（17）Menu，果如圖7示。

網(wǎng)格自由劃分的最后結(jié)5word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。圖劃分網(wǎng)之后的軸承支架3.定義界條件3.1軸承座的約束況根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和安裝情況座是靠底座的四個螺栓孔與安裝基座相連接來實(shí)現(xiàn)固定的，此處為剛性約束，可以在其孔面上施加限XY方向的對稱約束，而在底面邊線上施加方上為應(yīng)為零的約。這樣與實(shí)際情況基本相符。3.2具體型載驟下（1約束安裝孔依次選擇MainMenu:B.C.拾取兩個安裝孔的4個面（每個圓柱面包括兩個面擊OK在整個基座的底部施加位移約束UZ=0）依次選擇MainSolution->DefineLoad->Apply->Structural>Displacement>on+拾取基座底部的8條界線，單擊OK，選擇UZ作約束自由度，單擊OK在導(dǎo)孔端面上施加推力載荷（面載荷）MainMenu:Solution>DefineOnAreas→取軸承孔上所有面OK輸壓力值→Apply（4在軸承孔的下半部分施加徑向壓力載荷依次選擇MainSolution>DefineOn拾寬度為的有柱面OK輸入壓力值（只能加左右半圓，下半圓加載不了，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)還應(yīng)考慮下半圓的加載）6word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。圖10顯加載4.求解查看結(jié)果求解：Menu:Solution->Slove->CurrentLS,彈出對話框，點(diǎn)OK.4.1查看變形MainMenu:GeneralPostproc->PlotResult->ContourPlot->NodalSolu->DOFSolution分別查看YZ三個方向的位移，并且查看本實(shí)例的總位移。選擇Def+undefedge（變形后和未變形輪廓線圖示：（）X軸向的位移（b）Y軸向位移7word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。（）軸向的位移（）vectorsum圖11變形圖4.2查看應(yīng)力MainMenu:GeneralPostproc->PlotResult->ContourPlot->Nodal查看vonMises等效應(yīng)力分布。選擇Defshapeonly僅顯示變形后模型再分別查看XY，Z三個方向的應(yīng)力，如圖所示：（）(b)x軸向的應(yīng)力（c）Y軸向的應(yīng)力（）軸向的應(yīng)力圖12應(yīng)圖5.結(jié)果分5.1從位移結(jié)果分從圖11變形圖，我們能看出X方向的位移主要集中在大軸孔與小軸孔下半圓的孔臺上尤其是在二者交界的部位Y方向的位移在大孔軸的外邊緣比較大，左邊緣較??；而Z方向的位移則集中在大軸孔的上邊緣，下邊緣由于加了8word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。

文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版格支持編輯，如有幫助歡迎載支持。加強(qiáng)勁，故變形較?。粚τ诳偽灰苼碚f，大軸孔上半圓附近的總位移相當(dāng)大，尤其在最頂端，位移達(dá)到最大，而孔德最下端最小，是因?yàn)榧恿思訌?qiáng)勁。5.2從應(yīng)力結(jié)果分從圖12的力圖可以看出，我們能看出vonMisesstress的等效應(yīng)力大軸孔德外邊緣比較大，最低點(diǎn)最大X方的應(yīng)力在整個模型中分布較均勻，主要集中在大孔與小孔的交界處Y方大孔的最低點(diǎn)應(yīng)最大，左右端點(diǎn)最??；而Z向的應(yīng)力則集中在大孔的左右部分。9word格式支